JP6455893B2 - 不斉転換のための有機金属の触媒作用 - Google Patents

不斉転換のための有機金属の触媒作用 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月１１日に提出された米国仮出願番号第６１／７７５，８０７号に対して米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく利益を主張するものであり、当該出願の開示は、全体として参照により本明細書中に組み込まれる。
背景
特異な活性化モードを伴う遷移金属触媒作用および有機触媒作用において、非常に多くの優れた触媒が開発されてきている。しかしながら、かような触媒の利用は、反応の範囲が限られていることや、触媒量が多いといった固有の欠点により妨げられている。これらの制限を改善する試みにおいて、近年、遷移金属触媒作用と有機触媒作用とを組み合わせるという構想が浮上している。共同触媒作用、相乗的触媒作用、および連続した／リレー触媒作用といった方策が確立されている。しかしながら、触媒、基質、中間体および溶媒の間の不和合性が潜在的な欠点となっている。
概要
本明細書は、以下の構造またはそのエナンチオマーを有する配位子を開示する：
式中：Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ独立して、アルキル、シクロアルキル、およびアリールから選択され；架橋基は、ＣＨ２ＮＨ；＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｒ）；および＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｓ）から選択され；かつ有機触媒は、前記架橋基に共有結合的に結合した有機分子触媒である。一実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、フェニル；Ｐ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ３フェニル；２−ＣＨ３フェニル；Ｃ６Ｆ５；２−ナフチル；および１−ナフチルから選択されるアリール部分である。他の実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、ｔ−ブチルおよびｉ−プロピルから選択されるアルキル部分である。さらなる実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、シクロヘキシルおよびシクロペンチルから選択されるシクロアルキル部分である。
また、以下の構造またはそのエナンチオマーを有する触媒が提供される：
式中：Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ独立して、アルキル、シクロアルキル、およびアリールから選択され；架橋基は、ＣＨ２ＮＨ；＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｒ）；および＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｓ）から選択され；有機触媒は、前記架橋基に共有結合的に結合した有機分子触媒であり；かつＭは、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅから選択される。一実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、フェニル；Ｐ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ３フェニル；２−ＣＨ３フェニル；Ｃ６Ｆ５；２−ナフチル；および１−ナフチルから選択されるアリール部分である。他の実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、ｔ−ブチルおよびｉ−プロピルから選択されるアルキル部分である。さらなる実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、シクロヘキシルおよびシクロペンチルから選択されるシクロアルキル部分である。
アルケンを水素化するために有効な温度および圧力下で、適当な溶媒中、前記アルケンを、過剰量の水素ガスおよび触媒的に有効な量の本開示による触媒と混合する工程を含む、アルケンを対応するアルカンに不斉水素化する方法もまた提供される。一実施形態において、前記溶媒は、イソプロパノールを含む。他の実施形態において、前記触媒中のＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、フェニル；Ｐ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ３フェニル；２−ＣＨ３フェニル；Ｃ６Ｆ５；２−ナフチル；および１−ナフチルから選択されるアリール部分である。さらなる実施形態において、前記触媒中のＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、ｔ−ブチルおよびｉ−プロピルから選択されるアルキル部分である。さらなる実施形態において、前記触媒中のＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのうち少なくとも一つは、シクロヘキシルおよびシクロペンチルから選択されるシクロアルキル部分である。
詳細な説明
本明細書は、キラルなビスホスフィンが有機触媒と共有結合により結合することにより、個々の金属触媒および有機触媒と比較して、転化率および選択性が顕著に改善された配位子および当該配位子から調製される触媒を開示する。ビスホスフィンと錯形成した金属は、一般的な触媒であり、高い回転数で、多くの金属触媒反応を促進することができる。有機触媒は、基質を活性化し、選択性に影響を与える。本明細書中に用いられる「有機金属の触媒作用」の用語は、有機触媒部分と共有結合的に結合した金属触媒部分を有する化合物により、触媒される反応およびその触媒を指す。金属部分に由来する高い活性および有機触媒に由来する高い選択性により、不斉触媒における有用な手法が提供される。
上記及び本開示の全体にわたって、以下の用語は、他に断りのない限り、以下の意味を有するものとして理解されるべきである：
「アルキル」の用語は、直鎖のアルキル基および分岐のアルキル基を含む、飽和の脂肪族基のラジカルをいう。「シクロアルキル」の用語は、炭素原子数が約３〜７である非芳香族の単環式または多環式環系をいう。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル等が挙げられる。
「アリール」の用語は、単一の芳香族環に由来するあらゆる官能基または置換基をいうものであって、フェニル、チエニル、インドリル等である。
本明細書において、以下の構造またはそのエナンチオマーを有する配位子が開示される：
式中：Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ独立して、アルキル、シクロアルキル、およびアリールから選択され；架橋基は、ＣＨ２ＮＨ；＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｒ）；および＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｓ）から選択され；かつ有機触媒は、前記架橋基に共有結合的に結合した有機分子触媒である。
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ、他のいずれかのＲ基と同じであってもまたは異なっていてもよい。例えば、一実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのすべてが同じアリール基である。他の実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ異なるアリール基である。他の実施形態において、ＲａおよびＲｂは、異なるアリール基であり、Ｒｃは、アルキル基であり、Ｒｄは、シクロアルキル基である。
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとしての好ましいアリール部分としては、フェニル；Ｐ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ３フェニル；２−ＣＨ３フェニル；Ｃ６Ｆ５；２−ナフチル；および１−ナフチルが挙げられる。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとしての好ましいシクロアルキル部分（例えば、「Ｃｙ」）としては、シクロヘキシルおよびシクロペンチルが挙げられる。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとしての好ましいアルキル部分としては、ｔ−ブチルおよびｉ−プロピルが挙げられる。
本明細書中に用いられる「有機触媒」の用語は、反応を触媒することができる有機分子を含む。適当な有機触媒は、構造（Ｉ）の配位子または構造（ＩＩ）の触媒において、架橋基と共有結合的に結合することができる部分を少なくとも一つ含む。好ましい有機触媒としては、架橋基に共有結合的に結合することができるチオ尿素部分が挙げられる。例示される有機触媒としては、ＯＣ１〜ＯＣ２５として記載された以下の構造が挙げられるが、これらに限定されない：
好ましい配位子は、以下の式によって表される：
或いは、上記配位子のいずれにおいても、ＰＰｈ２基はＰＲａＲｂまたはＰＲｃＲｄであってもよく、ここで、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ独立して、アルキル、シクロアルキル、およびアリールから選択される。Ｒとしての好ましいアリール部分としては、フェニル；Ｐ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ３フェニル；２−ＣＨ３フェニル；Ｃ６Ｆ５；２−ナフチル；および１−ナフチルが挙げられる。Ｒとしての好ましいシクロアルキル部分としては、シクロヘキシルおよびシクロペンチルが挙げられる。Ｒとしての好ましいアルキル部分としては、ｔ−ブチルおよびｉ−プロピルが挙げられる。
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ、他のいずれかのＲ基と同じであってもまたは異なっていてもよい。例えば、一実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのすべてが同じアリール基である。他の実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ異なるアリール基である。他の実施形態において、ＲａおよびＲｂは、異なるアリール基であり、Ｒｃは、アルキル基であり、Ｒｄは、シクロアルキル基である。
本明細書中、以下の構造またはそのエナンチオマーを有する触媒もまた開示される：
式中：Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ独立して、アルキル、シクロアルキル、およびアリールから選択され；架橋基は、ＣＨ２ＮＨ；＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｒ）；および＊ＣＨ（ＣＨ３）ＮＨ（Ｃ＊，Ｓ）から選択され；かつ有機触媒は、前記架橋基に共有結合的に結合した有機分子触媒である。一実施形態において、前記架橋基は、有機触媒分子の一部、例えば、二つの水素結合をするためのチオ尿素部分である。
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ、他のいずれかのＲ基と同じであってもまたは異なっていてもよい。例えば、一実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄのすべてが同じアリール基である。他の実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ異なるアリール基である。他の実施形態において、ＲａおよびＲｂは、異なるアリール基であり、Ｒｃは、アルキル基であり、Ｒｄは、シクロアルキル基である。
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとしての好ましいアリール部分としては、フェニル；Ｐ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ＣＨ３フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ３フェニル；２−ＣＨ３フェニル；Ｃ６Ｆ５；２−ナフチル；および１−ナフチルが挙げられる。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとしての好ましいシクロアルキル部分（例えば、「Ｃｙ」）としては、シクロヘキシルおよびシクロペンチルが挙げられる。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとしての好ましいアルキル部分としては、ｔ−ブチルおよびｉ−プロピルが挙げられる。
本明細書中に用いられる「有機触媒」の用語は、反応を触媒することができる有機分子を含む。適当な有機触媒は、構造（Ｉ）の配位子または構造（ＩＩ）の触媒において、架橋基と共有結合的に結合することができる部分を少なくとも一つ含む。好ましい有機触媒としては、架橋基に共有結合的に結合することができるチオ尿素部分が挙げられる。好ましい有機触媒としては、上述のものが挙げられるが、これらに限定されない。
金属触媒および有機触媒が共有結合を介して連結されている場合、以下の相互作用様式(mode)のような共同的相互作用により、高い活性および選択性が得られる。
本明細書中に開示された配位子および触媒の調製方法の例示は、実施例の項において議論される。
本明細書中に開示された触媒は、幅広い反応に有用であり、例えば、不斉水素化、ヒドロホルミル化、アルドール、ディールス−アルダー（Diels-Alder）、ヘテロディールス−アルダー（Diels-Alder）、マニッヒ(Mannich)、マイケル(Michael)付加、アリル基アルキル化、アルキル化、フリーデル−クラフツ(Friedel-Crafts)、エン、ベイルス−ヒルマン(Baylis-Hillman)、フッ素化、およびヘンリー(Henry)反応が挙げられるが、これらに限定されない。実施例中に記載される一実施形態において、アルケン、イミン、ケトンまたはチオケトンを、それぞれ対応するアルカン、アミン、アルコールまたはチオールに不斉水素化する方法が提供され、当該方法は、アルケン、イミン、ケトンまたはチオケトンを水素化するために有効な温度および圧力下で、適当な溶媒中、アルケン、イミン、ケトン、またはチオケトンを、過剰量の水素ガスおよび触媒的に有効な量の本明細書中に開示された触媒と混合することを含む。一実施形態において、β，β−二置換ニトロアルケンの不斉水素化は、＞９９％の転化率および９９％のエナンチオ選択性を与えた。
適当な溶媒としては、極性有機溶媒が挙げられるが、これに限定されない。例示される極性有機溶媒としては、イソプロパノールが挙げられるが、これに限定されない。触媒的に有効な触媒の量は、当業者であれば容易に決定することができ、アルケン、イミン、またはケトンを、これらに対応するキラルなアルカン、アミン、またはアルコールに変換するために有効な量が挙げられる。
以下の非制限的な例は、本発明をさらに説明するために適当である。
実施例
材料および方法
空気または湿気に敏感な化合物を扱う反応は、乾燥容器中、窒素加圧の下、または窒素で満たされたグローブボックス中で行った。他に記載のない限り、すべての試薬および溶媒は、商業用の供給者から購入し、さらに精製は行わなかった。無水溶媒は、シグマ−アルドリッチから購入し、シリンジによって導入した。生成物の精製は、ＡＣＲＯＳ社製シリカゲル（０．０６−０．２０ｍｍ）を用いたクロマトグラフィーにより行い、分析薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）は、Ｍｅｒｃｋ社製シリカゲルプレート（ＧＦ２５４）を用いて行った。［Ｒｈ（ＣＯＤ）Ｃｌ］２、［Ｒｈ（ＣＯＤ）２］ＢＦ４および［Ｒｈ（ＣＯＤ）２］ＳｂＦ６は、Ｈｅｒａｅｕｓから購入した。ＨＰＬＣ溶媒は、Ａｌｆａ（ｎ−ヘキサン）およびシグマ−アルドリッチ（２−プロパノール）から購入した。
１Ｈ ＮＭＲ、１３Ｃ ＮＭＲおよび３１Ｐ ＮＭＲスペクトルは、溶媒としてＣＤＣｌ３、内部標準としてテトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いＢｒｕｋｅｒ Ａｖａｎｃｅ（４００ＭＨｚ）スペクトロメータによって測定した。化学シフトは、０．００ｐｐｍにおけるＴＭＳからの低磁場で、百万分率（ｐｐｍ，δスケール）によって記録され、７．２６ｐｐｍ（１Ｈ ＮＭＲ）または７７．０ｐｐｍにおいてＣＤＣｌ３が参照される（重水素化クロロホルム）。データは、以下のように記載される：多重度（ｓ＝シングレット、ｄ＝ダブレット、ｔ＝トリプレット、ｑ＝クインテット、ｍ＝マルチプレット）、カップリング定数（ヘルツ（Ｈｚ））およびシグナル面積積分（自然数）。１３Ｃ ＮＭＲおよび３１Ｐ ＮＭＲ分析は、デカップリングして行った。
鏡像体過剰率（「ｅｅ」）は、Ａｇｉｌｅｎｔ １２００シリーズＨＰＬＣ装置またはＡｇｉｌｅｎｔ ７９８０シリーズＧＣ装置のＤａｉｃｅｌ キラルカラムによって決定した。新規な化合物は、さらに、エレクトロスプレーイオン化源を備えたＷａｔｅｒｓ Ｑ−Ｔｏｆ Ｕｌｔｉｍａ質量スペクトロメータ（イリノイ大学、ＳＣＳ、質量分析研究室）の高分解能質量スペクトル（ＨＲＭＳ）により特性を明らかにした。旋光度［α］Ｄは、ＰＥＲＫＩＮＥＬＭＥＲ旋光計３４３装置により測定した。
すべての（Ｅ）−β，β−二置換ニトロアルケンは、文献(Li, S., et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8573-8576)に従って調製した。すべてのＮ−Ｈイミンは、文献(Hou, G., et al., J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9882-9883.)に従って調製した。生成物の絶対配置は、文献の分析データ（ＨＰＬＣスペクトル、旋光度）との比較により決定した。それ以外の絶対配置は、類推により決定した。
実施例１−配位子の合成
配位子Ｌ１〜Ｌ３は、わずかな修正を伴って、文献(Hayashi, T., et al., Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 1138-1151)に従って調製した：アルミナ（Ｌ１には、ヘキサン／ベンゼン、Ｌ２には、エーテル／酢酸エチル）の代わりに、シリカゲル（Ｌ１には、ヘキサン／酢酸エチル、Ｌ２には、ジクロロメタン／メタノール）を用いたカラムクロマトグラフィーを行った。すべてのスペクトルデータは、文献の値と一致した。
アルゴン雰囲気下、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルイソチオシアネート（１．１ｍｍｏｌ）を、Ｌ２（１．０ｍｍｏｌ）の乾燥ＤＣＭ溶液（１．０ｍｌ）に加えた。反応混合物を一晩撹拌した後、当該反応混合物を真空中で濃縮した。シリカゲル（溶離液として、ヘキサン／酢酸エチル＝９／１）上のフラッシュカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製し、Ｌ８を黄色固体として得た（６４０ｍｇ，７４％）。Ｌ８は、以下のように同定された：
配位子Ｌ９〜Ｌ１４は、文献(Zhao, Q., et al., Org. Lett.2013, 15, 4014-4017)に従って調製した。
配位子Ｌ１５〜Ｌ１７は、以下のように合成した：
ＳＩ２は、文献（Zhao, Q., et al., Org. Lett. 2013, 15, 4014-4017)に従って調製した。ＳＩ３は、文献(Gotov, B., et al., New J. Chem. 2000, 24, 597-602)に従って調製した。窒素雰囲気下、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルイソチオシアネート（１．１ｍｍｏｌ）を、ＳＩ３（１．０ｍｍｏｌ）の乾燥ＤＣＭ溶液（１．０ｍｌ）に加えた。反応混合物を一晩撹拌した後、当該反応混合物を真空中で濃縮した。シリカゲル（溶離液として、ヘキサン／酢酸エチル＝９／１）上のフラッシュカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製し、Ｌ１５を黄色固体として得た。
ＳＩ４は、文献(Zhao, Q., et al., Org. Lett. 2013, 15, 4014-4017)に従って調製した。窒素雰囲気下、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルイソチオシアネート（１．１ｍｍｏｌ）を、ＳＩ４（１．０ｍｍｏｌ）の乾燥ＤＣＭ溶液（１．０ｍｌ）に加えた。反応混合物を一晩撹拌した後、当該反応混合物を真空中で濃縮した。シリカゲル（溶離液として、ヘキサン／酢酸エチル＝９／１）上のフラッシュカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製し、Ｌ１６を黄色固体として得た。
ＳＩ５は、文献 (Zhao, Q., et al., Org. Lett.2013, 15, 4014-4017 and Hayashi, T., et al., Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 1138-1151)に従って調製した。窒素雰囲気下、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルイソチオシアネート（１．１ｍｍｏｌ）を、ＳＩ５（１．０ｍｍｏｌ）の乾燥ＤＣＭ溶液（１．０ｍｌ）に加えた。反応混合物を一晩撹拌した後、当該反応混合物を真空中で濃縮した。シリカゲル（溶離液として、ヘキサン／酢酸エチル＝９／１）上のフラッシュカラムクロマトグラフィーによって残渣を精製し、Ｌ１７を黄色固体として得た。
実施例２−ニトロアルケンの不斉水素化
窒素で満たされたグローブボックス中で、３．０ｍＬ無水ｉ−ＰｒＯＨ中のＬ（２．２当量）および［Ｒｈ（ＣＯＤ）Ｃｌ］２（３．０ｍｇ，０．００６ｍｍｏｌ）の溶液を室温で３０分間撹拌した。得られた溶液を、シリンジを用いて特定量（０．２５ｍＬ）、１ａ（０．１ｍｍｏｌ）が収められたバイアルに移した。当該バイアルをオートクレーブへ移し、その後、５ａｔｍのＨ２を導入し、３５℃で２４時間撹拌した。水素ガスをゆっくりと放出し、溶液を濃縮し、触媒金属を除くため、シリカゲルのショートカラムに通した。生成物（２ａ）について、転化率を求めるため、ＮＭＲ分光法と、ｅｅ値を求めるため、キラルＨＰＬＣとによって分析した。
β，β-二置換ニトロアルケンは、種々のニトロアルケンを用いて、上記で説明した一般的な方法を用いて調製した。フェニル環上に様々な置換基を有するニトロアルケンを試験した。メタおよびパラ置換体は、電子吸引性基、電子供与性のいずれの置換基であっても優れた結果を与えた。オルトメトキシ基は、転化率およびエナンチオ選択性を低下させる結果が得られた。この触媒系は、良好な転化率かつ優れたエナンチオ選択性をもって、鏡像異性的にβ-エチルニトロアルカンも与えた。ニトロアルカンは、以下のように同定された：
実施例３−Ｎ−Ｈイミンの不斉水素化
すべてのＮ−Ｈイミンは、文献(Hou, G., et al., J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9882-9883.)に従って調製した。すべてのスペクトルデータは、文献の値と一致した。
窒素で満たされたグローブボックス中で、６．０ｍＬ無水ｉ−ＰｒＯＨ中のＬ１４（２．２当量）および［Ｒｈ（ＣＯＤ）Ｃｌ］２（３．０ｍｇ，０．００６ｍｍｏｌ）の溶液を室温で３０分間撹拌した。
得られた溶液を、シリンジを用いて特定量（１ｍＬ）、１ａ（０．１ｍｍｏｌ）が収められたバイアルに移した。当該バイアルをオートクレーブへ移し、その後、１０ａｔｍのＨ２を導入し、２５℃で２４時間撹拌した。得られた混合物を真空下で濃縮し、飽和ＮａＨＣＯ３水溶液（５ｍＬ）に溶解させた。１０分間撹拌した後、当該混合物をＣＨ２Ｃｌ２（３×２ｍＬ）で抽出し、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥させた。得られた溶液に、Ａｃ２Ｏ（３００μＬ）を加え、３０分間撹拌した。その後、得られた溶液をそのままＧＣにより分析し、転化率およびｅｅを求めた。ジクロロメタン／メタノール（９０：１０）を用いたシリカゲルカラム上のクロマトグラフィーによって生成物を精製した。すべてのスペクトルデータは、文献の値(Hou, G., et al., J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9882-9883)と一致した。
様々なＮ−Ｈイミンを試験した。フェニル環上にメタおよびパラ置換基を有する多くの基質は、高い収率およびエナンチオ選択性を与えた（９６〜９９％収率および９０〜９４％ｅｅ）。
しかしながら、クロロ基およびメトキシ基は、明らかに収率を低下させる結果であった（２ｄ，２ｅおよび２ｇ）。フェニル環上のオルト−メトキシ基は、収率が３４％であり、８４％ｅｅであった（２ｈ）。１−および２−ナフチル基を有する生成物は、９２％ｅｅおよび９３％ｅｅでそれぞれ得られた。Ｒ２基を変更すると、結果に明らかな影響がみられた。Ｒ２がエチルであるとき、転化率およびエナンチオ選択性の両方の低下が観測された（２ｋ）。Ｒ２基をブチルに変更すると、転化率およびエナンチオ選択性のさらなる低下が観測された（収率７０％および７５％ｅｅ、２ｌ）。
この触媒系を理解するために、一連のキラル配位子を調製し、対照実験に着手した。
（チオ）尿素（Ｌ９）を有さないＲｈ−ビスホスフィン錯体は、非常に低い活性およびエナンチオ選択性を示した（表６、entry 1）。尿素Ｌ１０は、より酸性なチオ尿素Ｌ１４とは対照的に、２２％の転化率および６６％ｅｅを与えた（表６、entry 2とentry 6との比較）１ａ。３，５−（トリフルオロメチル）フェニル部分上のＣＦ３基は、この触媒系において重要性を維持していた（表６、entry 3〜entry 5）。さらに、いくつかの改変した配位子を調製し、スクリーニングした。Ｌ１４のＮ−メチル化により、転化率およびエナンチオ選択性が劇的に低下した（表６、entry 7）。かような発見は、ＮＨがイミニウム塩の活性化および水素化の立体選択性に関連していることを示唆している。さらに、単座リン配位子による低い転化率およびエナンチオ選択性は、ビスホスフィン部分が必要不可欠であることを暗に示している（表６、entry 9）。重要なことに、キラルホスフィンと３，５−ビストリフルオロメチルフェニルチオ尿素との組み合わせも、キラルチオ尿素と単なるホスフィンとの組み合わせも、この反応を改良することはできず（表６、entry 1とentry 11との比較、entry 8とentry 10との比較）、かようなことは、高い活性およびエナンチオ選択性のためには、共有結合によるリンカーが重要であることを示している。
種々の対イオンおよび添加剤についても検討した。１ａにおいて、塩素対イオンをトリフルオロメタンスルホン酸に置換した場合、２０％の転化率、５３％ｅｅという結果しか得られなかった（表７、entry 1）。塩素対イオンの添加により、転化率およびエナンチオ選択性が向上した（entry 2およびentry 3）。しかしながら、臭素およびヨウ素対イオンを添加すると、転化率およびエナンチオ選択性が低下した（entry 4〜entry 6）。
配位子およびTBACから生成した混合物の１Ｈ ＮＭＲによる研究から、この反応に関するさらなる情報が得られた。ＣＤＣｌ３中、Ｌ１４に対するＴＢＡＣの添加量を変化させると、ＮＨプロトンの低磁場シフトが生じた。ＴＢＡＣを１．０当量としたとき、ＮＨシグナルは９．７３ｐｐｍであったが、３．０当量のＴＢＡＣを添加したとき、ＮＨシグナルは１０．１６ｐｐｍに現れた。一連の様々な配位子とＴＢＡＣとに同様の実験を適用して行ったところ、同様の結果を与えた。かような発見は、触媒のチオ尿素と塩素イオンとの間の水素結合相互作用と整合する。このような観測結果から、最適な収率およびｅｅ値が塩素イオンを伴うという事実と相関して、触媒的な塩素−結合中間体がメカニズムに関連するという提案に至った。
好ましい実施形態を個々に参照して本発明を説明した。前述の説明および実施例は、発明の例示に過ぎないと理解されるべきである。これらの様々な代替および修正は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって考案されうる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲内に含まれる、すべてのそのような代替、修正および変更を包含することを意図する。

Claims (5)

  1. 以下の式によって表される化合物からなる群から選択される、配位子：
    式中：
    Ｐｈは、それぞれ独立して、フェニル；Ｐ−ＣＨ ３ フェニル；３，５−ジ−ＣＨ ３ フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ ３ フェニル；２−ＣＨ ３ フェニル；Ｃ ６ Ｆ ５ ；２−ナフチル；および１−ナフチルからなる群から選択される。
  2. 以下の式によって表される化合物からなる群から選択される、配位子：
    式中：
    Ｐｈは、それぞれ独立して、フェニル；Ｐ−ＣＨ ３ フェニル；３，５−ジ−ＣＨ ３ フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ ３ フェニル；２−ＣＨ ３ フェニル；Ｃ ６ Ｆ ５ ；２−ナフチル；および１−ナフチルからなる群から選択され、
    Ｒは、それぞれ独立して、フェニル；Ｐ−ＣＨ ３ フェニル；３，５−ジ−ＣＨ ３ フェニル；３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル；３，５−ジ−ＣＦ ３ フェニル；２−ＣＨ ３ フェニル；Ｃ ６ Ｆ ５ ；２−ナフチル；１−ナフチル；ｔ−ブチル；ｉ−プロピル；シクロヘキシルおよびシクロペンチルからなる群から選択される。
  3. 請求項１および２に記載の配位子のいずれか一つを含み、以下の構造またはそのエナンチオマーを有する触媒：
    式中：
    Ｒは、前記配位子ごとに定義されるＰｈまたはＲ基であり、
    Ｍは、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＦｅからなる群から選択される。
  4. アルケンを水素化するために有効な温度および圧力下で、適当な溶媒中、前記アルケンを、過剰量の水素ガスおよび触媒的に有効な量の請求項３に記載の触媒と混合することを含む、アルケンを対応するアルカンに不斉水素化する方法。
  5. 前記溶媒は、イソプロパノールを含む、請求項４に記載の方法。
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